一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法与应用与流程

本发明涉及功能纤维素纤维，具体为一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在面对野外训练或者深海训练时，士兵需要在船舱等高温的环境中进行大量的机体消耗，同时皮肤表面由于不断排汗，不可避免地会滋生大量细菌。所以需要制备一种兼具抗菌和自调节温度的功能性纤维。粘胶纤维是由天然纤维素的分子重排组成的，粘胶的羟基和水之间的氢键反应使得粘胶具有亲水性、透气性和凉爽性。因此粘胶是一种舒适性强，经济效益好的纺织品。基于粘胶的生产工艺要经过稀碱液溶解和酸浴凝固，将多功能微胶囊并入粘胶的湿法纺丝工艺纺织成形却还有待研究。

2、艾草作为一种天然的植物，因其绿色环保以及优秀的抗菌性在纺织领域得到了重视。通常从艾草的茎叶中通过蒸馏法、有机萃取法等方法提取艾草精油。由于精油具有易挥发和疏水的性质，这和同样具有相变性能却形态不稳定的石蜡类似。石蜡是一种饱和烷烃，分子式为cnh2n+2，其中n为碳原子数。同时，根据碳原子数n可以预测石蜡的状态及相应的热物性。在面对极端环境时，相变温度在48℃左右的二十二烷有着相当的研究价值。考虑到纺丝液中微胶囊的占比，研究适用于特定纺丝条件的双功能微胶囊是有必要的。

3、本发明制备一种耐酸碱的多功能微胶囊，并将微胶囊、分散剂、增稠剂并入纺丝液制备一种具有抗菌性、温度调节、带香味的再生纤维素纤维，以满足粘胶生产线的大规模生产。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法与应用，本发明设计了一种多功能的微胶囊，使得功能纤维具有较强的抗菌恒温效果，并且自带香味，实用性和经济效益强；本发明工艺简单，而且适用于粘胶流水线大规模操作，生产过程中工艺条件容易控制；本发明制备出来的功能纤维，耐水洗和日常磨损，多次使用后依然可以具有良好的复合性能；本发明同时避免了精油的挥发和相变材料的泄露，提高了多功能织物实际使用中的耐久性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、制备微胶囊乳化液：按质量份将3—5份相变材料、7—10份相变助剂、3—4份艾草精油、3—4份异佛尔酮二异氰酸酯和4—5份聚丙二醇1000一并混合，超声混合后缓慢倒入乳化剂乳液中，在10000rmp/min的高速搅拌下剪切乳化8min，然后在超声机中继续低温超声乳化0.5—1h，制得超声后的乳化液；

5、s2、制备四乙烯五胺水溶液：将四乙烯五胺按照1:15的质量比与去离子水混合均匀，制得四乙烯五胺水溶液；

6、s3、界面聚合反应：将超声后的乳化液转移到三口烧瓶内，滴加两滴催化剂并在30℃下油浴以2500rmp/min的速度搅拌5—6min，初步生成微胶囊的聚氨酯层，在搅拌的同时给油浴锅升温，当油浴锅升温至40℃时调整转速为1800rmp/min继续搅拌5—6min，在搅拌的同时继续给油浴锅升温，此时聚氨酯层逐渐稳固，当油浴锅温度升温至50℃时调整转速为666rmp/min，立即滴加四乙烯五胺水溶液引发界面聚合反应，在聚氨酯微胶囊外层形成聚脲层，反应2—3h后，继续滴加四乙烯五胺水溶液，反应45—60min，反应结束后用石油醚，去离子水分别洗涤3次，在40℃烘箱烘干即可得到双壳多功能微胶囊悬浮液；

7、s4、制备共混纺丝液：按质量份将2—3份双壳多功能微胶囊悬浮液，6—8份纺丝液磁力搅拌混合，并加入增稠剂到纺丝液中，使用磁力搅拌搅拌2h使其混匀；

8、s5、纺丝成型：将混合纺丝液静置脱泡，通过纺丝泵压入浸没于酸浴中的喷头，从喷丝头喷出的粘胶细流在酸浴中发生分解、凝固，纤维素再生，即制得再生纤维素纤维。

9、优选的，s1中，所述相变材料为石蜡；所述相变助剂为环己烷。

10、优选的，s1中，所述乳化剂乳液的制备方法为：按质量份将1—2份的阿拉伯胶和0.5—1.5份的tritonx-100加入90—110份去离子水中混合并升温至40℃，搅拌溶解，即得乳化剂乳液。

11、优选的，s3中，所述催化剂为二月硅酸二丁基锡。

12、优选的，s4中，所述增稠剂为海藻酸钠或羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

13、优选的，s5中，所述酸浴包括以下组分：120g/l硫酸、15g/l硫酸锌和220g/l硫酸钠。

14、优选的，s5中，所述纺丝泵的工作参数限定为：纺丝速度为25ml/h，针头内径为0.33mm，针头外径为0.64mm，牵伸比为2倍。

15、一种多功能再生纤维素纤维，根据所述多功能再生纤维素纤维的制备方法制得，所述多功能再生纤维素纤维中包含有双壳多功能微胶囊。

16、优选的，所述双壳多功能微胶囊有多室结构，在聚脲层的内部有一个或多个聚氨酯包裹的微胶囊；所述双壳多功能微胶囊的粒径为171.4nm-903.6nm。

17、一种根据所述制备方法制备的多功能再生纤维素纤维或所述的多功能再生纤维素纤维在多功能织物中的应用。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、本发明设计了一种多功能的微胶囊，使得功能纤维具有较强的抗菌恒温效果，并且自带香味，实用性和经济效益强；本发明工艺简单，而且适用于粘胶流水线大规模操作，生产过程中工艺条件容易控制；本发明制备出来的功能纤维，耐水洗和日常磨损，多次使用后依然可以具有良好的复合性能；本发明同时避免了精油的挥发和相变材料的泄露，提高了多功能织物实际使用中的耐久性。

技术特征：

1.一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，s1中，所述相变材料为石蜡；所述相变助剂为环己烷。

3.根据权利要求1所述的一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，s1中，所述乳化剂乳液的制备方法为：按质量份将1—2份的阿拉伯胶和0.5—1.5份的tritonx-100加入90—110份去离子水中混合并升温至40℃，搅拌溶解，即得乳化剂乳液。

4.根据权利要求1所述的一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，s3中，所述催化剂为二月硅酸二丁基锡。

5.根据权利要求1所述的一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，s4中，所述增稠剂为海藻酸钠或羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，s5中，所述酸浴包括以下组分：120g/l硫酸、15g/l硫酸锌和220g/l硫酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，s5中，所述纺丝泵的工作参数限定为：纺丝速度为25ml/h，针头内径为0.33mm，针头外径为0.64mm，牵伸比为2倍。

8.一种多功能再生纤维素纤维，根据权利要求1-7任意一项所述多功能再生纤维素纤维的制备方法制得，其特征在于，所述多功能再生纤维素纤维中包含有双壳多功能微胶囊。

9.根据权利要求8所述的一种多功能再生纤维素纤维，其特征在于，所述双壳多功能微胶囊有多室结构，在聚脲层的内部有一个或多个聚氨酯包裹的微胶囊；

10.一种根据权利要求1-7任意一项所述制备方法制备的多功能再生纤维素纤维或权利要求8-9任意一项所述的多功能再生纤维素纤维在多功能织物中的应用。

技术总结
本发明公开一种多功能再生纤维素纤维及其制备方法与应用，包括以下步骤：S1：制备微胶囊乳化液；S2.制备四乙烯五胺水溶液；S3.界面聚合反应；S4.制备共混纺丝液；S5.纺丝成型；本发明设计了一种多功能的微胶囊，使得功能纤维具有较强的抗菌恒温效果，并且自带香味，实用性和经济效益强；本发明工艺简单，而且适用于粘胶流水线大规模操作，生产过程中工艺条件容易控制；本发明制备出来的功能纤维，耐水洗和日常磨损，多次使用后依然可以具有良好的复合性能；本发明同时避免了精油的挥发和相变材料的泄露，提高了多功能织物实际使用中的耐久性。

技术研发人员：沈海生,侯宇雁,田梦,施捷
受保护的技术使用者：南通赛晖科技发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25